SK86193A3

SK86193A3 - Method and device for location of leaky point by ultrasound

Info

Publication number: SK86193A3
Application number: SK861-93A
Authority: SK
Inventors: Ulrich Kunze; Walter Knoblach; Guenther Schulze
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1992-08-19
Filing date: 1993-08-10
Publication date: 1994-03-09
Also published as: CA2104322A1; DE59307597D1; JPH06186125A; ES2108792T3; DE4227459A1; FI933659A; EP0590280B1; FI933659A0; US5433104A; EP0590280A1; RU2126537C1

Description

Oblasť _techniky

Vynález sa dotýka spôsobu určovania polohy netesného miesta ultrazvukom, pri ktorom sa hladina zvuku na rôznych miestach merania pozdĺž meranej dráhy znázorní v stĺpcovom diagrame a v priesečníku dvoch vyrovnávaci ch priamok sa zistí poloha netesného miesta.

Vynález sa ďalej dotýka zariadenia na určovanie polohy netesného miesta ultrazvukom, pozostávajúceho z niekoľkých akustických snímačov ultrazvuku, umiestnených pozdĺž meranej dráhy, ktorých výstupy sú cez zosilňovač a komponenty tvoriace skutočnú hodnotu spojené so zariadením na spracovanie dát.

Dotera j š i__stay_techn i ky

Spôsob a zariadenie uvedeného druhu sú známe z EP-C-0 140 174, najmä z obr. 5, a z prospektu ALUS Akustisches Leck- Úberwachungssystem'', Bestell-Nr. A19100-U653A212, apríl 1990, Siemens AG, Bereich Energieerzeugung (oblasť výroby energie). D-8520 Erlangen.

Tu uvedený spôsob akustického monitorovania presakovania je založený na skutočnosti, že kvapaliny, pary alebo plyny prúdiace a expandujúce z netesného miesta vytvárajú v pevnom materiálu zvuk. Takto vzniknutý hluk sa síri v príslušných komponentoch (napríklad v rúrkových potrubiach, nádržiach, čerpadlách, ventiloch) a meria sa pomocou akustických meničov čiže snímačov. Akustické snímače sú umiestnené na povrchu monitorovaných komponent v určitých odstupoch.

Ako meranej veličiny sa pritom používa skutočnej hodnoty, čiže hodnoty RMS vysokofrekvenčných signálov akustického snímača. Pri normálnej prevádzke vyvolá hluk spôsobený prúdením a expandovaní m z netesného miesta základnú hladinu Eo hluku. Miestny vznik netesnosti vyvolá v mieste xi umiestnenia akustického snímača (i = 1, 2, ...) hladinu El zvuku, ktorej výška závisí na veľkosti netesnosti a jej vzdialenosti od akustického snímača. Celková hladina El,o hluku v mieste xi

um i estnen i a	akust i ckého	snímača vznikne prekrytím	hluku
vyvo1aného	netesnosťou	a	prevádzkového hluku	podľa
nas1edujúceho	vzorca =
El,o = (Eo² +	Eo²)⁰¹⁵·			i 1 )

xi

To znamená, že netesností, ktorá vydáva v mieste umiestnenia akustického snímača rovnakú hladinu hluku akú má prevádzkový hluk, zvýši celkovú hladinu hluku o as i 40 y

<0 » jedná sa teda o vzostup, ktorý je dobre merateľný.

Pre zisťovanie netesného miesta, kde nastáva presakovani e sa mus najskôr určiť pre každé miesto xj merani e zo zmeraných hl ad í n hluku akustických snímačov podiel , ktorý je spôsobený hlukom mieste netesnosti.

To sa vykoná známym spôsobom odčítaním základnej hladiny Eo² hluku zariadenia podľa vzorca

El² = El²,o - Eo². (2)

Výsledné čisté hladiny El² hluku v rôznych miestach xi pozdĺž meranej dráhy sa znázornia logaritmický v stĺpcovom diagrame, a - pokiaľ existuje netesné miesto - označí priesečník dvoch takto vzniknutých vyrovnávacích priamok netesné miesto xl presakovania.

Inými slovami: Pri uvedenom spôsobe sa niekoľkými pevne inštalovanými akustickými snímačmi monitoruje v ultrazvukovej oblasti hladina prevádzkového hluku (hodnota RMS) z hľadiska anomálnych zmien. Frekvenčný rozsah sa zvolí tak, že sa zaznamenávajú vysokofrekvenčné podiely hluku spôsobeného netesnosťami, ležiace nad hladinou prevádzkového hluku, a že vyvolané mechanicky, sa

Pr i normál ne j prevádzke sú hodnoty

RMS j ednot1 i vých akustických snímačov prakticky konštantné;

netesné miesta naprot i tomu spôsobujú vzostup týchto hodnôt.

Podľa známeho spôsobu je preto pre každý akustický snímač výlučne určený podiel pochádzajúci z netesných miest; tento ►

podiel však zákonite klesá so zväčšujúcou sa vzdialenosťou od netesného miesta.

Ako už bolo uvedené, znázorn í sa tento podiel logaritmický ako funkcia jednotlivých miest xi merania vo forme stĺpcového diagramu. Dlhšie alebo rozvetvujúce sa potrubie sa rozdelí na monitorované úseky a pre každý úsek sa vytvorí taký stĺpcový diagram. Kruhovité konštrukcie sa rozde1 i a, to znamená, že deliace miesto sa uvažuje ako počiatočný a koncový bod

1ineárnej konštrukc i e.

Ukáza1 o sa, že pri kruhovitých konštrukciách môžu vzniknúť pri určovaní netesných miest nepresnosti. To môže mať rôzne príčiny. Preto existuje snaha vykonávať aj u takýchto kruhovitých konštrukciách čo naj presnej š i e určen i e m i est netesnosť í.

Úlohou vynálezu preto je vylepšiť v úvode op í saný spôsob aj pri tak, že presné určovanie netesných miest je možné kruhovitých konštrukciách. Úlohou vynálezu ďalej je vytvoriť zariadenie na určovanie netesných miest.

Pod.s tat a_ vyn á ]ezu

Uvedenú úlohu splňuje spôsob určovania polohy netesného miesta ultrazvukom, pri ktorom sa hladina zvuku na rôznych miestach merania pozdĺž meranej dráhy znázorní v stĺpcovom diagrame a v priesečníku dvoch vyrovnávacích priamok sa zistí poloha netesného miesta, podľa vynálezu, ktorého podstatou je, že ku stĺpcovému diagramu sa ešte raz priloží ten istý stĺpcový diagram, že sa vyhľadá tá hladina zvuku, ktorá má najvyššiu hodnotu a leží najviac v strede navzájom zostavených stĺpcových diagramov, že sa okolo príslušnej polohy miesta merania vyhľadá úsek s celou sadou polôh miest merania, a že pre túto sadu sa stanovia obe vyrovnávacie priamky. ktorých priesečník sa zistí pre vyznačenie polohy netesného miesta.

Uvedenú úlohu ďalej splňuje spôsob určovania polohy netesného miesta ultrazvukom, pri ktorom sa hladina zvuku na rôznych miestach merania pozdĺž meranej dráhy znázorní v stĺpcovom d i agrame a v priesečníku dvoch vyrovnávacích pr i amok sa zistí po 1oha netesného miesta, podľa vynálezu, ktorého podstatou ež í v podstate proti polohe netesného miesta.

sa opatrí korekčnou hodnotou.

Uvedenú úlohu ďalej splňuje zariadenie na určovan i e polohy netesného m i esta ul trazvukom, pozostávajúce z niekoľkých akustických snímačov ultrazvuku, um i estnených pozdĺž meranej dráhy, ktorých výstupy sú cez zosilňovač a komponenty tvoriace skutočnú hodnotu spojené so zariadením na spracovanie dát, podľa vynálezu, ktorého podstatou je, že vzájomne zostavené zobrazenie dvoch stĺpcových diagramov sa vykoná zariadením na spracovanie dát.

Uvedenú úlohu taktiež splňuje zariadenie na určovanie polohy netesného miesta ultrazvukom, pozostávajúce z niekoľkých akustických snímačov ultrazvuku, umiestnených pozdĺž meranej dráhy, ktorých výstupy sú cez zoši 1ňovač a komponenty tvoriace skutočnú hodnotu spojené so zariadením na spracovanie dát, podľa vynálezu, ktorého podstatou je, že zariadeni e na spracovani e dát obsahuje uložené korekčné hodnoty hladiny hluku a hladiny hluku primerane koriguje.

za 1ožený na úvahe , že je účelné podľa prvého uvedeného spôsobu ahnuť zlepšeni e pr i z i sťovaní vyrovnávacích priamok.

Pr i druhom uvedenom spôsobe je vynález založený na úvahe.

že pomocou korekčných hodnôt je možné kompenzovať prekrývanie zvuku, prebiehajúceho z netesného miesta v opačnom zmysle po kruhovitej konštrukci k jednému

Vynález bude ďalej bližšie objasnený na pr í k 1adoch vyhotovenia podľa priložených výkresov, na ktorých obr. 1 znázorňuje kruhovitú konštrukciu so štyrm i polohami ultrazvukových akustických snímačov, jedným de1 i ac i m miestom a jedným netesným miestom, dva navzájom k sebe priložené rovnaké st1pcové d i agramy, pri ktorých sú na miestnej súradnici miesta x.

znázornené uvedené hodnoty RMS,

obr. 3	kruhov i tú	konštrukciu s piatimi	ultrazvukovými
akust i ckým i	snímačmi a	jedným netesným miestom	a
obr. -4	pr i s 1 ušný	stĺpcový diagram.	v ktorom je
zaznamenaná	zvýšená	hladina ultrazvuku v	tom akustickom
snímači, ktorý leží oproti netesnému miestu.

.1 adyvyhotpven i a._yynál ezu

Ha obr. 1 sa kvôli zjednodušeniu vychádza z toho, že akustické snímače I, II, III, IV ultrazvuku sú usporiadané na monitorovanej kruhovitej dráhe na zariadení vedúcom tlakové médium (napríklad na primárnom okruhu jadrovej elektrárne) iba na štyroch meracích polohách čiže miestach χι , X2, X3 a X4 merania. V praxi sa však vykonáva monitorovanie napríklad 5 až 10 takých meracích polôh. Na monitorovanej kruhovitej dráhe je ďalej označené deliace miesto T a netesné miesto L.

Na obr. 2 sú v každej polohe čiže mieste xi merania vynesené 1ogaritmované hladiny El² vo forme stĺpcov. Stĺpcový

I diagram začína v mieste xt = 0.

Je nutné podotknúť, že ku zistenému stĺpcovému diagramu BI je priložený ešte jeden rovnaký stĺpcový diagram vo forme stĺpcového diagramu B2. Tento postup je výhodný najmä potom, keď sa deliace miesto T nachádza v blízkosti netesného miesta L. Pretože potom je možné docieliť zvlášť významného zlepšenia určenia polohy netesného miesta L.

Pri oboch k sebe navzájom pr i 1ožených st1pcových diagramov Bi, B2 sa teraz, s výhodou pomocou počítača vyvolá tá hladina zvuku, ktorá má najvyššiu hodnotu a ktorá leží čo možná najviac v strede znázorneného zobrazenia.

V danom

Okolo tohoto miesta xť merania sa teraz vyhľadá úsek A, obsahujúci celú sadu polôh miest xi merania. V danom prípade sa jedná o polohy miest X3, x.4 ’ , xi’ a x.2 ’ , merania. V tomto úseku A je teraz možné s väčšou presnosťou početne určiť vyrovnávacie priamky Gl a G 2. Potom sa zistí priesečník S týchto vyrovnávací ch priamok Gl , G2. Ten popisuje polohu xl netesného miesta L.

Na obr. 3 je znázornená ďalšia kruhovitá konštrukcia. Na nej je upravené celkom päť akustických snímačov I až V ultrazvuku. Je nutné podotknúť, že v tomto prípade nebolo upravené deliace miesto. Na obr. 3 je taktiež znázornené 6 netesné miesto L.

Na obr. 4 je 2ná2ornený stĺpcový diagram, prináležajúci k obr. 3. Tu je nutné uviesť, že v oblasti akustického snímača III ultrazvuku nastáva prevýšením hladiny hluku, spôsobeného netesnosťou, to znamená silná odchýlka od príslušných vyrovnávacích priamok G1, prípadne G2. Toto prevýšenie je spôsobené nežiaducim prekrytím hlukov z netesnosti, ktoré sa dostal i cestou doprava dookola a cestou doľava dookola k akustickému snímaču III ultrazvuku. Inými slovami: Toto » nežiadúce prekrytie je nevýhodne pozorovateľné najmä pri tých akustických snímačov, ktoré ležia proti netesnému miestu L.

Podľa vynálezu sa teraz pomocou korekčnej hodnoty K vykoná kompenzácia hladiny zvuku u každého akustického snímača, v ktorom nastalo prevýšenie ukazujúce na prekrytie hlukov. Keď sa vykoná táto kompenzácia, je možné so zvlášť dobrou presnosťou zistiť priesečník S, ukazujúci na polohu xl netesného miesta L. V polohách miest x a x'vynesené korekčné hodnoty K a K' .

Ďalej je nutné ešte poznamenať, že vždy podľa jednôt 1 i vého pr í pádu prichádza v úvahu aj korektúra susedných akustických sn í mačov, danom prípade teda akustických snímačov II a IV.

Uvedené korekčné hodnoty K a K’.., atd. sa s výhodou uložia do pamäti počítača a pri výpočtu vyrovnávacích priamok G1 a G2 sa pre korekciu z pamäti vyvolajú. Tieto korekčné hodnoty K a K' je možné zistiť výpočtom; je však možné ich zistiť aj exper i mentálne.

Claims

1. Spôsob určovania polohy netesného miesta ultrazvukom, pri ktorom sa hladina zvuku na rôznych miestach merania pozdĺž meranej dráhy znázorní v stĺpcovom diagrame a v priesečníku dvoch vyrovnávacích priamok sa zistí poloha netesného miesta, vyznačujúci sa tým, že k stĺpcovému diagramu (BI) sa ešte raz priloží ten istý stĺpcový diagram (B2), že sa vyhľadá tá hladina zvuku, ktorá má najvyššiu hodnotu a leží najviac v strede navzájom zostavených stĺpcových diagramov (BI, B2), že sa okolo príslušnej polohy miesta (xi) merania vyhľadá úsek (A) s celou sadou polôh miest (xi) merania, a že pre túto sadu sa stanovia obe vyrovnávacia priamky (Gl, G2), ktorých priesečník (S) sa zistí pre vyznačenie polohy (xl) netesného miesta (L), (obr. 2)

2. Spôsob určovania polohy netesného miesta ultrazvukom, pri ktorom sa hladina zvuku na rôznych miestach merania pozdĺž meranej dráhy znázorní v stĺpcovom diagrame a v priesečníku dvoch vyrovnávacích priamok sa zistí poloha netesného miesta, vyznačuj úc i sa tým, že aspoň tá hladina hluku, ktorej poloha (xm) leží v podstate proti polohe (xl) netesného miesta (L), sa opatrí korekčnou hodnotou (K).

(obr. 4)

3. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že korekčná hodnota (K) sa vývolá z dátovej pamäti.

4. Zariadenie na určovanie polohy netesného miesta ultrazvukom, pozostávajúce z niekoľkých akustických snímačov ultrazvuku, umiestnených pozdĺž meranej dráhy, ktorých výstupy sú cez zosilňovač a komponenty tvoriace skutočnú hodnotu spojené so zariadením na spracovanie dát, vyznačuj ú8

Pi-

c e sa t ý m, že vzájomne st1pcových di agramov ( BI . B2) spracovani e dát. ( obr. 2)

zostavené zobrazenie dvoch sa vykoná zariadením na

5. Zariadenie na určovanie polohy netesného miesta ultrazvukom, pozotávajúce z niekoľkých akustických snímačov ultrazvuku, umiestnených pozdĺž meranej dráhy, ktorých výstupy sú cez zosilňovač a komponenty tvoriace skutočnú hodnotu spojené so zariadením na spracovanie dát, vyznačujúce sa t ý m, že zariadenie na spracovanie dát obsahuje uložené korekčné hodnoty hladiny hluku a hladiny hluku primerane koriguje.

Zoznam__y z ťahových značiek akustický snímač I, II, III, IV, miesto xi až X4 merania deliace miesto T netesné miesto L

1ogaritmovaná hladina El² zvuku miesto xi merania poloha xi' až X4 ’ úsek A vyrovnávacia priamka G1, G2 priesečník S poloha xl korekčná hodnota K, K’ stĺpcový diagram BI, B2 ultrazvuku